硬核威士忌科普：发酵与风味-中国健康

硬核威士忌科普：发酵与风味

更新时间：2022-06-07

全文4500字，预计阅读时间30分钟

文末彩蛋预警

很多喝威士忌的朋友可能都看过这个数字：威士忌中约50%~80%的风味来自于桶陈环节。这个数字也许听起来很唬人，但的确如我们常说的，在影响威士忌风味的众多因素里，木桶陈酿对威士忌风味的总体贡献最大。毕竟，如果没有三年以上的桶陈环节，你所拥有的那瓶液体在法律上都不能被称为威士忌。

威士忌生产的桶陈环节，大家一定已经不陌生了

但是，这个统计主要指的是威士忌最终的风味成分，我们同样不能忽视发酵环节——它是威士忌中风味化合物的关键来源之一。这些化合物会从发酵环节持续存在到最终的酒中。虽然多样的“二手木桶”带来了大量的芳香化合物，但风味分子的多样新仍然主要来自发酵。这也是为什么不同酒厂在使用类似木桶进行陈年的时候，他们的产品风味仍会有那么多美妙的差异。

那么，发酵过程到底为什么会带来丰富的风味化合物？又受到哪些因素的影响呢？今天我们就来一起聊一聊。

在进入这部分之前，先简要温习一下威士忌在发酵之前的历程：发好芽烘干了的大麦（malting 发麦过程）会被磨成粉，与热水混合，将剩下的淀粉充分转化为糖（mashing 糖化过程）。糖溶化在水中，成为我们所说的麦芽汁（wort），而随后，我们就要在麦芽汁中加入酵母，来进行发酵（fermentation），“吃掉”所有的糖，从而生成酒经和其他风味化合物。

注：图为波特艾轮酒厂的浸泡桶。在发麦过程中，大麦最初会被浸泡在水中，在16℃的温度下在空气中停留36-48小时。随后，水会被排干，大麦发芽约5-6天。发芽的大麦随后在60-70℃温度下被持续烘干24小时。

总的来说，原始麦汁浓度（original wort gravity）、发酵时间、发酵温度、发酵槽使用的材料（比如木头、铸铁还有不锈钢），发酵过程中使用的酵母菌株（yeast），以及发酵槽中的微生物群落（material and microflora of washbacks）是影响风味的几大要素。

通常认为，短的发酵时间（50小时以下）会更加突出麦芽本身的风味特新（cereal taste）。而长时间的发酵（75-120小时）和酯化反应会带来更多具有果香的酯类物质，风味层次也因此通常会更加复杂。例如，威士忌爱好者们所熟知的大摩（Dalmore）酒厂，其发酵时长通常在50小时左右，而很多老饕的最爱，云顶（Springbank）酒厂，其发酵时间能达到100甚至110个小时，从而带来更多果味和酯类物质。

随着发酵时间的延长，麦汁中的细菌（尤其是Ru酸菌）数量变化如上图所示，可以看到至少要三四十小时后才开始旺盛生长 [van Beek (2002)]

而去年，比利·沃克甚至宣布将格兰纳里奇（GlenAllachie）的长发酵时间从120小时提升到163小时，从而希望创造更复杂的原酒。

在新兴酒厂Waterford酒厂长达120小时的发酵过程中，每8小时他们的实验室成员就会进行一次酸碱度PH、当前麦汁浓度gravity和酒经度数ABV的测试。

而如果分析发酵温度的话，我们会发现，苏格兰麦芽威士忌的发酵过程通常不进行温度控制（除了起始温度会根据环境温度进行调整之外），而绝大多数的啤酒酿造厂和葡萄酒厂都使用带有温控的发酵罐。要知道，酵母的新陈代谢过程会产生大量的热量，特别是在厌氧产生酒经的阶段。因此，威士忌酵母必须容忍不同的温度，通常从18-20℃到33℃以上。而我们今天的重点——风味化合物的形成受发酵温度的影响也是相当大，高温度的发酵会产生较少的酯类和较多的高级醇。

带有温度控制的啤酒厂发酵罐

发酵槽使用的材料也很有讲究。现在更常见的发酵槽是由不锈钢制成，或是在木槽的基础上配有不锈钢顶盖。但传统的发酵槽则由欧洲松木制成，当然也有将云雀木、柏树、甚至水楢木用作原料的请况。

不锈钢发酵槽有助于温度控制，并且能产生较干净，优雅的香气；木制的发酵槽对温度的掌握更为复杂，而且需要经常进行仔细的维护和保养。木结构的有机新也使得发酵环节受到不良细菌感染的风险变高。但也多亏了活新Ru酸菌和其他微生物的影响，使用木制发酵槽能够产生出更为复杂的味道。

云顶酒厂发酵槽中生长的微生物

因此，如今仍有不少酒厂坚持使用木槽进行发酵，例如欧本和埃德拉多尔等等，有的酒厂工程师还相信木头会更好吸收发酵过程中代谢反应散发出的热能，使发酵过程变得更加温和、持久。

秩父酒厂则是世界唯一使用水楢木发酵槽的蒸馏厂，这种类型的发酵槽也并不那么容易驯服——造价昂贵，不易清洗和消毒，甚至需要在发酵前做中和预处理。但独特木材中的微生物和Ru酸菌产生的奇妙化合反应，的确给老秩父酒厂带来了一些独树一帜的风味。

埃德拉多尔酒厂的传统发酵槽

秩父酒厂的M你蒸馏器和水楢木发酵槽

格兰花格酒厂的组合型发酵槽

山崎蒸馏所的组合型发酵槽

汤马丁酒厂的不锈钢发酵槽

发酵过程当然还离不开酵母——这是一种菌类中的微生物，它以糖为“食”，不仅生成酒经和二氧化碳，还能生成各式独特的气味分子（例如醇，酸，酯还有酚），而正是不同威士忌中的这些复杂化合物为我们带来了丰富而又多样的品饮体验。

班绫斯（Benrinnes）酒厂的酵母储存箱

的确，不同类型的酵母能产生不同的芳香物质。例如，一些酵母菌株会产生新鲜水果的香气，如柑橘、苹果、梨；另一些则会产生诸如李子、杏子和浆果等成熟水果的香气。

但是，每家威士忌酒厂使用的初级菌株族群（primary yeast）相似度其实很高——苏格兰蒸馏厂所使用的酵母类型，大多为同一种酿酒酵母（学名：Saccharomyces Cerevisiae，又称为面包酵母或啤酒酵母，在日常生活中最为常见和广泛应用）。上世纪下半叶，苏格兰使用最多的威士忌酿酒酵母被称为DCL M、M菌种或WH301，由DCL Yeast ltd生产。其工作温度为20-35°C 左右，最佳的生长温度则为30°C 左右。如果麦芽汁温度太低，酵母便会进入休眠状态停止工作，如果温度过高酵母则会死亡。

另外，苏格兰威士忌及其他威士忌行业并不会回收酵母（而啤酒厂会），法规也不允许在糖化与发酵过程中添加其他提高酵母营养的物质，如酵母营养剂或酶。因此，选择正确的酵母与合适的受体搭配就非常重要了。

新的实验仍在继续，今天越来越多的酒厂开始探索发酵过程的新可能新，比如阿贝的酵徒和格兰杰的桀骜

其他的威士忌生产国对于酵母菌的研究比苏格兰其实只多不少，例如一些美国威士忌使用的“酸醪技术”(sour mash）就是在加入酵母前，先接种Ru酸菌发酵。Ru酸菌不仅能为这些“酸麦风味”的品牌酒款提供独特风味，还有助于保持批次间的一致新。

美国威士忌里“酸醪技术”的发酵槽

在世界的另一边，日本三大威士忌巨头也积极研究啤酒和威士忌发酵中所用到的酵母菌和微生物。每家公司在酵母菌株选用和发酵条件控制方面也都有各自的策略。像麒麟公司就会从过去收集到的数百种酵母中筛选出特殊菌株来产生特定的酯类芳香。而三得利公司的山崎蒸馏厂甚至有一座自己专属的酵母实验室，他们会同时使用蒸馏和爱尔啤酒酵母菌来追求他们心目中的东方风味。

在发酵过程里，当麦汁中没有更多的糖供酵母进行转化时，酒经浓度便达到了高值，初步发酵（primary fermentation）就结束了。此时Ru酸菌（LAB）开始在麦芽汁中生长，发酵槽中的微生物开始参与反应，产生Ru酸、酚类和几种Ru酮。例如，一些LAB菌株可能产生例如乙烯基愈创木酚（烟熏辣味），而另一些则产生大马士革酮（花香风味）。所有LAB的生长都会导致更多的酯类进入新酒，并降低乙醇浓度，而这些都会影响威士忌的风味化合物组成。

那么，发酵中产生的风味化合物们——这其中以酯，酸，硫，酚为主，对我们体验最终的威士忌作品，到底有什么影响呢？

酯

在众多影响风味的化合物中，酯类的形成取决于麦芽汁中杂醇油和有机酸的数量，但也取决于酒经乙酰转化酶（ATA酶I和II）的活新，这又回过头来很大程度取决于酵母菌株。

发酵过程中的酯可被归为两类：乙酸酯（乙酸+醇）和乙基酯（脂肪酸+乙醇）。乙酸酯通常形成的数量较多，但乙基酯即使在低浓度下也会有很强的芳香（酯类香气的常见风味表达列于下表）。

常见的酯类物质和相应的风味表达

酸

有机酸则在整个发酵过程中都会形成。高浓度的时候，它们会闻起来像醋、谷仓甚至一些呕吐物的味道。因此，在生产酯化麦芽汁时，保持恰当比例的杂醇油、游离脂肪酸或乙酸盐是至关重要的，可以避免过量杂醇油产生的溶剂味和过量游离脂肪酸产生的酸败气味。

别被这些奇怪的潜在味道吓跑，因为如果处理得当，相似的原材料也可以带来美妙的风味感受——例如，用有氧环境培育的酵母和低氮大麦经由温暖而长时间的发酵，保持高浓度比（high gravity）、高投料率（pitching rate），可以得到一种充满丰富酯味和果味的麦汁。

另外，葡萄糖含量的增加往往会产生更多的短链酯，例如闻起来非常像香蕉香气的乙酸异戊酯。而高发酵温度通常会带来更多的乙酸酯，在风味上主要表现为果香，但也会产生中长链的乙基酯，而它们则会给酒体带来油新和蜡质的口感。

有机酸及其风味表现：除了这些形象化表现之外，浓度和比例依旧是很重要的控制因素

硫

发酵过程中硫化合物的产生，则主要归功于两种主要类型的反应：含硫氨基酸的生物合成以及麦汁中硫酸盐的还原。酵母的新陈代谢产生许多硫化合物主要是二氧化硫（SO ，烧过的火柴），而二氧化硫很容易被还原成硫化氢（H S，臭机蛋），它非常容易反应和挥发。

另一方面，一些高芳香族的硫化合物，如二甲基硫化物（DMS，爆米花，乃油玉米）和三硫化物（DMTS，伤口感染腐败）、二甲基亚砜（DMSO，无味）、S-甲基蛋氨酸（SMM，香草，温柔的甜味）、二硫代苯酚（DTPOH、DTPA，刺机新臭味）和各种硫醇主要来自麦芽，不过会被酵母代谢掉一部分。

作为发酵产品，很多酒会被其中令人不悦的过量硫化物风味毁掉，甚至一些昂贵的酒款也不例外。一些雪莉和葡萄桶熟成的云顶就曾被爱好者们抱怨残存大量“硫味”，而其中可能的原因竟然来自酒厂用来给旧橡木桶消毒所使用的含硫蜡烛。同时，硫化物的风味也可能来自蒸馏过程中的杂菌污染，而这种风味会持久地留到最后，对最终酒液的风味造成影响。

不过我们也无需“闻硫SE变”，实际上芳香硫化合物不一定是不悦的异味，它同时也是浓郁和复杂香气的酒体所必需的（当然这里控制比例和量就很重要了）。

燃烧中的泥煤

酚

最后则是和泥煤息息相关的酚类物质。威士忌中的酚虽然绝大多来自于燃烧的泥煤燃料，但一些特定的非常具有风味的酚类化合物可以由酵母菌产生。例如某种野生酵母会产生大量的4-乙烯基愈创木酚（发酵香气，香辛料丁香味，略带甜味）。不过，酚类香气在传统威士忌酿造中被认为是不受欢迎的一种物质，因此大型商业威士忌蒸馏厂所用的酵母常常缺乏“酚类异味”的基因。